星箭分离时必须准确进入奔月轨道,若不能则要重新调整轨道,额外消耗燃料。
“太空刹车”时,若刹车力度不够,将不能环绕月球;若刹车过头,则会撞上月球。
近月变轨时,控制不好可能撞上月球高山。
探月任务繁重,卫星型号队伍必须实现操作的零缺陷。
太阳风暴可能破坏电子元器和设备。
把嫦娥二号卫星比作一个要在严酷环境中进行高难度表演的杂技演员是毫不为过的。嫦娥二号卫星总设计师黄江川介绍,嫦娥二号卫星存在着诸多风险,难度系数比嫦娥一号卫星要大得多。
星箭分离须顺利入轨 能否顺利进入地月转移轨道入口,是嫦娥二号卫星面临的第一个风险。根据地球、月亮、太阳的运动规律,卫星进入地月转移轨道的窗口时间非常短,如果星箭分离时卫星没有准确进入地月转移轨道入口,那么就需要对卫星轨道进行调整,会使卫星上的燃料提前消耗,如果偏差过大,就将影响后续任务的执行。
为被捕获须精准刹车 嫦娥二号卫星面临的最大风险是能否精准“刹车”,即卫星通过近月制动能否被月球重力场捕获。
“在近月制动点的时候,卫星对于月球来说实际上处在非闭合的轨道上,如果不及时刹车,卫星就不能成为月球卫星。”黄江川介绍说,“如果刹车不够,卫星会飞出月球的引力范围,而不被月球捕获,从而不能环绕月球。”所以第一次近月制动至关重要,刹车成功的话,这时卫星就是月球卫星了,它已经不可能跑出月球的引力范围。
然而在黄江川看来,第一次近月制动还存在着另一种风险,如果“刹车”力量过大,卫星就会撞上月球,后果同样不堪设想。
背地变轨全靠自主程序 嫦娥二号卫星的一个特殊任务是从100公里的圆轨道过渡到近月点15公里、远月点100公里的椭圆轨道。这使卫星再次面临巨大风险。
月球运转自转周期,和它绕地球公转周期都是近一个月,在地球上始终只能看到月球的一面,另一面则永远无法看到。嫦娥二号卫星要成像的备选着陆区在月球的正面,就是月球朝着地球的一面,卫星就必须在月球无法朝着地球的那一面变轨。
而此时,地面的遥测信号无法进行传递,卫星是不可人为干预和控制的,只能依靠卫星上已经设置好的自主控制程序进行。“这一点,相比于嫦娥一号卫星,嫦娥二号卫星比嫦娥一号卫星风险大大提高。”黄江川说。根据人类现有月球探测数据,月球上最高的山在 1万米以上。如果卫星点火的时机不对,就会加大卫星撞上高山的可能性。
任务繁重关键是协调 嫦娥二号卫星验证的工程任务内容很多,很繁重,往往是一环扣一环,因此要协调好它们之间的关系,要进行得十分精确。因此,技术人员能否对卫星进行精准操作,构成了卫星的另一重风险。
为了规避操作上的风险,确保嫦娥二号卫星的安全,卫星型号队伍提出了“操作零缺陷”的要求。
安全模式抵抗太阳风暴 “还有一种风险来自月球具有的特殊空间环境。”黄江川所说的特殊空间环境主要是指月球不同区域的重力场不一样。卫星在轨运行期间,要经常维护轨道。此外,嫦娥二号卫星在轨运行的预定时间内,正好临近太阳风暴活跃期,如果严重的话可能造成电子元器件或者设备损坏。
黄江川介绍,技术人员在产品设计和研制过程中已经考虑到了太阳风暴的可能危害,并做了一些抵抗性试验,加强了卫星抵抗能力。在太阳风暴来袭时,或许卫星会出现一些临时性的故障,这对其飞行会带来一定威胁,比如说会迫使卫星转入安全模式,这时就要利用地面设备发出指令,让卫星重新回到工作状态。
本报综合整理
■历史回眸 人类头两次探月不是跑偏就是撞月 如何终结探测器是探月共同课题
历史上,苏联和美国的许多月球探测器都是在卫星切入月球轨道这个阶段失败的。苏联的第一个也是世界上第一个月球探测器“月球1号”在1959年发射升空,本来想要撞击月球,结果却以距月球近6000千米的距离飞掠而过,于是只好宣布其为人类历史上第一枚飞越月球的探测器。同年发射的“月球2号”也并不是进入月球轨道,而是直接撞击月球,后来的“月球3号”才第一次进入绕月轨道并拍摄了历史上第一张月球背面的照片。美国的第一颗月球卫星采取的也是撞月方式,当时并没有能力使它进入环月轨道。
各国探月卫星升空之后,工程人员就在考虑最终以何种方式终结它的生命。像美国的探测器那样去找水曾经是一种纳入考虑选项。1998年,美国“月球勘探者号”探测器在燃料基本耗尽的情况下撞向了月球南极的一个撞击坑中的阴影区。然而,不管是地面还是空间望远镜,在撞击后的观测中均一无所获。据《南方周末》 (来源:半岛网-半岛都市报) [编辑: 郭新举]
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